混合PUCCH格式传输和接收

这个例子展示了物理上行控制通道(PUCCH)格式1和2的传输和接收,包括使用LTE工具箱™在来自两个不同用户设备(UEs)的格式1和格式2的传输之间共享相同的物理资源的情况。

介绍

这个例子配置了两个用户设备(UEs)来传输来自第一个UE的物理上行控制通道(PUCCH)格式1的信号和来自第二个UE的PUCCH格式2信号。适当的解调参考信号(DRS)也被产生。传输信号经过两个不同的衰落信道,再加上加性的高斯白噪声(AWGN),模拟在一个eNodeB上接收这两个信道的信号。每个信号(即属于每个UE)然后同步,SC-FDMA解调,均衡,PUCCH解调,最后解码。一个绘图显示,即使它们共享相同的物理资源元素(REs),信道可以被独立地估计为两个不同的信号。

UE 1配置

第一个UE使用结构配置ue1

ue1.NULRB = 6;资源块的数量%ue1.NSubframe = 0;%子帧数ue1。ñCellID = 10;%物理层单元标识ue1。[RñTI = 61;%无线电网络临时标识符ue1。CyclicPrefixUL ='正常';%循环前缀ue1。跳=“关闭”;%跳频ue1。小号hortened = 0;为SRS传输保留最后的符号ue1.NTxAnts = 1;发射天线数目

UE 2配置

同样的配置结构用于配置所述第二UE,ue2。这种结构是相同的结构ue1但有两个例外:

  • 没有缩短字段,因为这不适用于PUCCH格式2。

  • 不同的无线网络临时标识符(RNTI)值(这里不使用,因为它只与物理上行共享通道(PUSCH)传输相关,但不同的问题会有不同的RNTI)。

ue2.NULRB=6;资源块的数量%ue2.NSubframe = 0;%子帧数ue2。ñCellID = 10;%物理层单元标识ue2。[RñTI = 77;%无线电网络临时标识符ue2.CyclicPrefixUL ='正常';%循环前缀ue2。跳=“关闭”;%跳频ue2.NTxAnts = 1;发射天线数目

PUCCH 1配置

对于第一个UE,使用了格式1的折叠,因此使用了适当的配置结构pucch1被创建。的参数CyclicShifts指定要传输PUCCH格式1和PUCCH格式2混合的资源块中由PUCCH格式1使用的循环移位数。的参数ResourceSize指定PUCCH格式2所使用的资源的大小,有效地确定PUCCH格式1传输的起始位置;这里我们指定ResourceIdx = 0它将使用第一个PUCCH Format 1资源。

pucch1。[ResourceIdx = 0;%PUCCH资源索引pucch1。DeltaShift = 1;%△转变pucch1.CyclicShifts = 1;%循环移位数pucch1.ResourceSize = 0;资源的大小%分配给PUCCH格式2

PUCCH 2配置

用于第二UE,格式2的PUCCH被使用,因此一个适当的配置结构pucch2被创建。参数值CyclicShiftsResourceSize与PUCCH格式1配置中的相同。的价值ResourceIdx被设定为所述第一PUCCH格式2资源,这意味着现在被配置用于PUCCH格式1和PUCCH格式2中的物理资源块将是相同的。

pucch2。[ResourceIdx = 0;%PUCCH资源索引pucch2。CyclicShifts = 1;%循环移位数pucch2.ResourceSize = 0;资源的大小%分配给PUCCH格式2

信道传播模型配置

这两个问题将要传输通过的传播通道是使用结构配置的渠道。所述通道的采样率配置为与所述第一UE的输出处的采样率匹配;请注意,第二个UE的输出使用了相同的采样率,因为ue1.NULRBue2.NULRB都是一样的。当我们为每个UE使用此通道配置时,种子该结构的参数将不同的每个UE,使得不同的传播条件导致设置。

通道。ñ[RxAnts = 4;接收天线的%数通道。DelayProfile =“ETU”;%延迟概要通道。DopplerFreq = 300.0;%多普勒频率通道。MIMOCorrelation =“低”;% MIMO相关通道。InitTime = 0.0;%初始化时间通道。ñTerms = 16;衰落模型中使用的振荡器%通道。ModelType =“GMEDS”;%瑞利衰落模型类型通道。InitPhase =“随机”;%随机初始相channel.NormalizePathGains ='上';%正常化延迟分布电源channel.NormalizeTxAnts ='上';传输天线归一化%设定采样率信息= lteSCFDMAInfo (ue1);通道。小号amplingRate = info.SamplingRate;

噪音的配置

信噪比为 小号 ñ [R = Ë 小号 / ñ 0 在哪里 Ë 小号 是能量信号的兴趣和 ñ 0 为噪声功率。可以确定要添加的噪声的强度,以便 Ë 小号 ñ 0 是归一化后的SC-FDMA解调达到期望的信噪比SNRdB。在SC-FDMA解调之前添加的噪声会被IFFT放大。放大是IFFT大小的平方根。在这个模拟中,这是考虑通过除以期望噪声功率的这个值。此外,由于噪声的实部和虚部在合并成复杂的加性高斯白噪声之前是分别产生的,因此噪声的振幅必须按比例缩放 1 / 2 因此所生成的噪声功率为1。

SNRdB = 21.0;使噪声功率正常化信噪比= 10 ^ (SNRdB / 20);N = 1 /(信噪比*√(双(info.Nfft))) / sqrt (2.0);配置随机数生成器rng (“默认”);

信道估计配置

信道估计器使用结构配置CEC。在这里,三次插值将与12乘1 res的平均窗口一起使用。这配置了信道估计器使用一种特殊模式,确保能够解预和正交不同重叠PUCCH传输。

cec =结构;%信道估计配置结构cec。PilotAverage ='用户自定义';飞行员平均类型%cec。FreqWindow = 12;%的RE中频率平均窗口(特殊操作模式)cec。TimeWindow = 1;REs(特殊模式)平均时间窗口%cec.InterpType =“立方”;%三次插值

折叠格式1代

现在,所有必要的配置都完成了,将生成PUCCH格式1及其DRS。PUCCH格式1携带HARQ指示器hi1并且在这种情况下,有2个指标,这意味着传输将是格式1b的。在PUCCH格式1 DRS不携带数据。

调制/编码hi1 = [0;1);%创建HARQ指示器DISP(“hi1:”);
hi1:
disp (hi1。');
0 1
pucch1Sym = ltePUCCH1(UE1,pucch1,HI1);%PUCCH 1 DRS创作pucch1DRSSym = ltePUCCH1DRS(ue1, pucch1);

折叠格式2代

PUCCH格式2 DRS携带HARQ指示器hi2在这种情况下,有2个指示符,表示传输将是2b格式。PUCCH格式2本身携带编码信道质量信息(CQI)。的信息cqi这里编码,然后调制。

% PUCCH 2 DRS调制hi2 = [1;1);%创建HARQ指示器DISP(“hi2:”);
hi2:
DISP(HI2');
1 1
pucch2DRSSym = ltePUCCH2DRS(ue2, pucch2, hi2);% PUCCH 2编码cqi = [0;1;1;0;0;1);创建渠道质量信息DISP(医院药学部”:“);
cqi:
医院药学部disp(。');
0 1 1 0 0 1
codedcqi = lteUCIEncode(CQI);%PUCCH 2调制pucch2Sym = ltePUCCH2(ue2, pucch2, codedcqi);

PUCCH指数代

创建了PUCCH和PUCCH DRS传输的索引

pucch1Indices = ltePUCCH1Indices(UE1,pucch1);pucch2Indices = ltePUCCH2Indices(UE2,pucch2);pucch1DRSIndices = ltePUCCH1DRSIndices(UE1,pucch1);pucch2DRSIndices = ltePUCCH2DRSIndices(UE2,pucch2);

UE 1传输

第一个UE的整体信号现在被传输。步骤是将PUCCH Format 1与对应的DRS信号映射到一个空资源网格中,进行SC-FDMA调制,然后通过衰落传播信道进行传输。

%创建资源网格GRID1 = lteULResourceGrid(UE1);GRID1(pucch1Indices)= pucch1Sym;GRID1(pucch1DRSIndices)= pucch1DRSSym;%SC-FDMA调制txwave1 = lteSCFDMAModulate(UE1,GRID1);%信道建模。额外的25个样品加入到的结束%波形,以覆盖信道建模所期望的延迟范围%(实施延迟和信道延迟扩展的组合)channel.Seed=13; rxwave1 = lteFadingChannel(channel,[txwave1; zeros(25,1)]);

UE 2的传输

第二个UE的整体信号现在被传输。注意不同的随机种子channel.Seed与用于第一个UE的值相比。这确保了对两个传输使用不同的传播。

%创建资源网格grid2 = lteULResourceGrid (ue2);grid2 (pucch2Indices) = pucch2Sym;grid2 (pucch2DRSIndices) = pucch2DRSSym;%SC-FDMA调制txwave2 = lteSCFDMAModulate(ue2, grid2);%信道建模。额外的25个样品加入到的结束%波形,以覆盖信道建模所期望的延迟范围%(实施延迟和信道延迟扩展的组合)channel.Seed = 15;rxwave2 = lteFadingChannel(信道,[txwave2;零(25,1)]);

接待处基站

通过将这两个消弱信号与具有上述功率的高斯噪声相加,对基站接收机的输入进行建模。

rxwave = rxwave1 + rxwave2;%添加噪声噪声= N *复合物(randn(大小(rxwave)),randn(大小(rxwave)));rxwave = rxwave +噪声;

同步和SC-FDMA解调为UE 1

上行帧时间估计为UE1使用PUCCH 1 DRS信号计算,然后用来解调SC-FDMA信号。生成的网格rxgrid1是一个三维矩阵。行数表示子载波的数量。列的数量等于子帧中SC-FDMA符号的数量。返回网格的子载波和符号的数量相同lteSCFDMADemodulate当网格进入lteSCFDMAModulate。面(第3尺寸)在网格对应的数目的数目个接收天线。

%的同步= lteULFrameOffsetPUCCH1(ue1, pucch1, rxwave);% SC-FDMA解调rxwave(1+offset1:end,:));

信道估计与均衡用于UE 1

估计每个发射机和基站接收机之间的信道,并用于均衡其效果。创建信道的估计lteULChannelEstimatePUCCH1使用。信道估计功能由该结构配置CEC。该函数返回的复权重,其被在所发送的网格中的信道施加到每个资源元素的3-d矩阵。所述第一尺寸是子载波,所述第二尺寸是SC-FDMA符号和所述第三尺寸为接收天线。所述信道的所接收的资源网格上的效果是使用均衡lteEqualizeMMSE。该函数使用信道的估计(H1)以均衡所接收的资源网格(rxGrid1)。

%信道估计[H1,N0] = lteULChannelEstimatePUCCH1(UE1,pucch1,CEC,rxgrid1);%从所有给定子帧中提取与皱纹对应的分辨率接收天线和信道估计[pucchrx1,pucchH1] = lteExtractResources(pucch1Indices,rxgrid1,H1);%均衡eqgrid1 = lteULResourceGrid(UE1);eqgrid1(pucch1Indices)= lteEqualizeMMSE(pucchrx1,pucchH1,N0);

PUCCH 1解码

最后,PUCCH格式1通道解码和有用的HARQ指标位提取。

rxhi1 = ltePUCCH1Decode(ue1, pucch1, length(hi1),eqgrid1(pucch1Indices));DISP(“rxhi1:”);
rxhi1:
DISP(rxhi1');
0 1

UE 2接收器

上行帧时间估计为UE2是计算使用PUCCH 2 DRS信号,然后用来解调SC-FDMA信号。在这种情况下,还可以找到PUCCH Format 2 DRS上传递的混合ARQ指示器。生成的网格rxgrid2是一个三维矩阵。创建信道的估计lteULChannelEstimatePUCCH2使用。所述信道的所接收的资源网格上的效果是使用均衡lteEqualizeMMSE。最后,PUCCH格式2信道进行解码,并有用CQI信息比特被提取。

%同步(和PUCCH 2 DRS解调/解码)[offset2, rxhi2] = lteULFrameOffsetPUCCH2 (ue2、pucch2 rxwave,长度(hi2));DISP('rxhi2:');
rxhi2:
DISP(rxhi2');
1 1
% SC-FDMA解调rxwave(1+offset2:end,:));%信道估计[H2,N0] = lteULChannelEstimatePUCCH2(UE2,pucch2,CEC,rxgrid2,rxhi2);%从所有给定子帧中提取与皱纹对应的分辨率接收天线和信道估计[pucchrx2,pucchH2] = lteExtractResources(pucch2Indices,rxgrid2,H2);%均衡eqgrid2 = lteULResourceGrid (ue2);eqgrid2(pucch2Indices) = lteEqualizeMMSE(pucchrx2, pucchH2, n0);% PUCCH 2解调rxcodedcqi = ltePUCCH2Decode(UE2,pucch2,eqgrid2(pucch2Indices));%PUCCH 2解码lteUCIDecode(rxcodedcqi, length(cqi));DISP(“rxcqi:”);
rxcqi:
disp (rxcqi。');
0 1 1 0 0 1

显示估计通道

结果显示,尽管两种不同的信号具有相同的物理信号,但可以分别对信道进行估计。红色为PUCCH格式1信道估计,蓝色为PUCCH格式2信道估计。

hPUCCHMixedFormatDisplay(H1,eqgrid1,H2,eqgrid2);

附录

这个例子使用了helper函数: